Übungen

Aufgabe 1

Wir greifen hier das bereits betrachtete Beispiel zur Verschlüsselung nach dem Caesar-Verfahren auf. Zur Erinnerung:

Beim Caesar-Verfahren werden alle Buchstaben des Alphabets um drei Stellen nach rechts verschoben. Unsere Variante des Caesar-Verfahrens ist (bisher) nur für einzelne Zeichen definiert.

(a) Zeichne ein Black-Box-Diagramm der Funktion verschiebeZeichen mit Beispielwerten, Parametern und Datentypen. Die Verschiebezahl soll nicht immer 3 sein, sondern als Parameter übergeben werden. Orientiere dich an der Darstellung des Black-Box-Diagramms zur Berechnung der Anzahl an Wandtattoos.

(b) Erstelle einen Dokumentationskommentar für die Funktion verschiebeZeichen, der die Funktion beschreibt und Beispiele für die Nutzung enthält.

(c) Formuliere die Signatur der Funktion verschiebeZeichen.

(d) Implementiere die Funktion verschiebeZeichen.

Aufgabe 2

Wir greifen hier das bereits betrachtete Beispiel zur Verschlüsselung nach dem Umkehr-Verfahren auf. Zur Erinnerung:

Beim Umkehrverfahren wird eine Zeichenkette umgedreht, vorne wird der Buchstabe 'Z', hinten der Buchstabe 'A' ergänzt.

Gehe analog zur Aufgabe 1 für die Funktion umkehrverschluesseln vor. (Black-Box-Diagramm, Dokumentationskommentar, Signatur, Implementierung.)

Aufgabe 3

Wir greifen hier das bereits betrachtete Beispiel auf, das überprüft, ob ein Jahr ein Schaltjahr ist. Zur Erinnerung:

Ein Jahr ist normalerweise ein Schaltjahr, wenn es durch 4 teilbar ist. Wenn das Jahr allerdings durch 100 teilbar ist, ist es kein Schaltjahr, außer es ist auch durch 400 teilbar.

Gehe analog zur Aufgabe 1 für die Funktion istSchaltjahr vor. (Black-Box-Diagramm, Dokumentationskommentar, Signatur, Implementierung.)

Aufgabe 4

Wenn man mit dem Auto oder einem anderen Fahrzeug unterwegs ist, dann sollte man wissen, wie lang der Anhalteweg bei einem Bremsvorgang ist, damit man einen passenden Sicherheitsabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug einhalten kann.

In der Fahrschule lernt man folgende Faustformeln zur Abschätzung eines Anhaltewegs.

$\begin{array}{lcl} \text{Reaktionsweg [in m]} & = & \displaystyle\frac{\text{Geschwindigkeit [in km/h]}}{10} \cdot 3 \\ \\ \text{Bremsweg [in m]} & = & \displaystyle\frac{\text{Geschwindigkeit [in km/h]}}{10} \cdot \frac{\text{Geschwindigkeit [in km/h]}}{10} \\ \\ \text{Anhalteweg [in m]} & = & \text{Reaktionsweg [in m]} + \text{Bremsweg [in m]} \end{array}$

Mit dem interaktiven Black-Box-Diagramm kannst du diese Übergabe-Rückgabe-Situation experimentell erkunden.

Gehe analog zur Aufgabe 1 für die Funktionen reaktionsweg, bremsweg und anhalteweg vor. (Black-Box-Diagramm, Dokumentationskommentar, Signatur, Implementierung.)

Aufgabe 5

Eine Firma will Kreise aus Stoff herstellen. Hierzu schneidet sie möglichst große Kreise aus quadratischen Stoffstücken heraus. Die Firma will wissen, wieviel Stoff beim Herausschneiden übrig bleibt.

Gehe analog zur Aufgabe 1 für die Funktion flaecheRest vor. (Black-Box-Diagramm, Dokumentationskommentar, Signatur, Implementierung.) Benutze dabei: Den Flächeninhalt eines Kreises mit dem Radius $r$ berechnet man mit der Formel $A = \pi \cdot r^2$. Dabei gilt $\pi \approx 3.14$.

Aufgabe 6

Regenmengen bestimmt man mit Regenmessern. Die hast du bestimmt schon mal gesehen. In einer einfachen Ausführung wird der Regen mit einem Trichter aufgefangen und dann in einen Messbecher geleitet. Am Messbecher befindet sich eine Skalierung, an der man die Regenmenge ablesen kann.

Der Regenmesser, den wir hier betrachten, hat einen Trichter mit der Fläche 100 cm². Der Messbecher ist ein Zylinder mit dem Radius 1.85 cm.

Implementiere eine Funktion regenmenge, die aus der Höhe des Wassers im Messbecher die Regenmenge in Litern pro Quadratmeter berechnet. (Zur Kontrolle: 3.5 cm Wasserhöhe im Messbecher entspricht 3.76 l/m² Regenmenge.)